KI und das Jevons-Paradoxon: Die unterschätzten Umweltkosten

Ein häufig vorgebrachtes Argument, um Bedenken wegen des steigenden Energie- und Ressourcenbedarfs von Rechenzentren zu zerstreuen, lautet: Künstliche-Intelligenz-Modelle (KI) würden künftig weniger benötigen, weil sie besser und effizienter werden.

Doch diese auf den ersten Blick schlüssige Annahme ist laut einem neuen Bericht der Vereinten Nationen, der die Umweltkosten von KI beziffert, eine Falle.

Dem Bericht zufolge könnte sich der Energieverbrauch von KI bis 2030 verdoppeln. Dann würde sie 3 % des weltweiten Stroms verbrauchen, Emissionen in der Größenordnung des Vereinigten Königreichs verursachen und für die Kühlung mehr Wasser aufbrauchen, als die Weltbevölkerung jährlich als Trinkwasser benötigt.

Zudem geht der Bericht davon aus, dass die Nutzung von KI einem ökonomischen Grundsatz folgen wird, dem sogenannten „Jevons-Paradoxon“. Dieser besagt, dass technologische Fortschritte, die eine Ressource effizienter nutzbar machen, ihren Gesamtverbrauch nicht senken, sondern erhöhen können.

Namensgeber des Paradoxons ist der Ökonom William Stanley Jevons, der diesen Effekt beim Kohleverbrauch im England des 19. Jahrhunderts beobachtete. Effizienzsteigerungen führten damals nicht zu einem geringeren Gesamtverbrauch.

Stattdessen bewirkten die niedrigeren Kosten eine breitere Nutzung und eine insgesamt stärkere Nachfrage.

Wenn KI-Modelle günstiger und attraktiver werden, dürften sie nach Einschätzung des Berichts neue Anwendungen und größere Nutzungsvolumina fördern. Dadurch könnten Einsparungen durch Effizienzfortschritte aufgezehrt oder sogar vollständig zunichtegemacht werden.

Um dieser Falle zu entgehen, entwirft der Bericht einen Fahrplan für einen verantwortungsvollen KI-Einsatz. Er stützt sich auf die Leitprinzipien Transparenz, von Beginn an vorgesehene Effizienz, Gleichheit und Gerechtigkeit, Verantwortung über den gesamten Lebenszyklus, globale Zusammenarbeit und nachhaltige Nutzung.

Das Ausmaß des Problems

Bereits im vergangenen Jahr verbrauchten Rechenzentren so viel Strom wie Saudi-Arabien, der weltweit elftgrößte Stromverbraucher.

Sollte sich der Stromverbrauch bis 2030 wie prognostiziert verdoppeln, wären zum Ausgleich des damit verbundenen CO₂-Fußabdrucks 6,7 Milliarden Bäume erforderlich, die über zehn Jahre wachsen.

Außerdem würden Rechenzentren 9,3 Billionen Liter Wasser und eine Fläche benötigen, die fast zehnmal so groß wie Mexiko-Stadt ist.

Neben dem Ressourcenverbrauch hebt der Bericht auch die strukturelle Ungleichheit im Zentrum des KI-Booms hervor: Nur 32 Staaten verfügen über KI-spezifische Cloud-Infrastruktur, und 90 % dieser Kapazitäten befinden sich in den USA und China.

Er warnt vor einer sich vertiefenden digitalen Kluft zwischen Ländern, die KI-Systeme entwickeln und kontrollieren, und jenen, die sie nutzen. Letztere tragen häufig einen unverhältnismäßig großen Teil der Umweltlast durch Rohstoffabbau und Elektroschrott.

KI-Nutzung und ihr ökologischer Fußabdruck

Zwei wesentliche Faktoren bestimmen den betrieblichen Fußabdruck von KI: wie intensiv wir sie einsetzen und auf welche Weise wir sie verwenden.

Dazu zählen sämtliche Aufgaben, die KI-Modelle übernehmen – von der Erstellung von Texten und Code bis hin zu Bildern und Videos. Für jede dieser Aufgaben ist ein unterschiedlicher Rechenaufwand erforderlich.

Auch die Wahl des Modells ist entscheidend, da jedes KI-System diese Aufgaben mit eigenen Energie- und Umweltkosten bewältigt.

Der Bericht vertritt die Auffassung, dass verantwortungsvolle KI eine Steuerung entlang der gesamten Wertschöpfungskette verlangt – von der Rohstoffgewinnung bis zum Recycling und zur sicheren Entsorgung.

Er fordert, Leistungsfähigkeit und Umweltschutz zusammenzuführen – also gleichermaßen darüber nachzudenken, was KI für uns leisten kann und wie die natürliche Umwelt geschützt wird.

Dafür müssten Umweltangaben sowohl auf Modell- als auch auf Aufgabenebene zu einem festen Bestandteil der KI-Entwicklung werden. Zudem sollte der erwartete KI-Bedarf in Klima- und Energieplanungen einfließen.

Ein verantwortungsvoller Einsatz von KI ist besonders wichtig, weil Staaten KI in Behörden und im öffentlichen Sektor fördern und einführen.

In Aotearoa-Neuseeland hat die Regierung eine nationale KI-Strategie sowie einen KI-Rahmen für den öffentlichen Dienst eingeführt.

Der Rahmen orientiert sich zwar an den wertebasierten KI-Grundsätzen der OECD, darunter inklusive und nachhaltige Entwicklung. Eine Pflicht zu Umweltangaben besteht jedoch nicht, und keine Regulierungsbehörde erfasst Energieverbrauch oder Emissionen.

Auch in Australien gehört die Verbesserung öffentlicher Dienstleistungen zum nationalen KI-Plan. So hat das Nationale Film- und Tonarchiv Australiens Bowerbird entwickelt, eine durch maschinelles Lernen unterstützte Lösung zur Transkription großer Mengen von Audio- und Videomaterial, um Bestände zu dokumentieren.

Das Ministerium für Veteranenangelegenheiten hat zudem ein Proof-of-Concept-Werkzeug entwickelt, um zu prüfen, ob KI die Bearbeitung von Anträgen beschleunigen kann.

Beide Länder verfolgen bei der KI-Regulierung bewusst einen zurückhaltenden, grundsatzbasierten Ansatz. Dieser Ansatz birgt jedoch das Risiko, die wachsenden Umweltkosten von KI zu übersehen, die sich nicht allein durch ihre Verbesserung lösen lassen.

Nachhaltige KI statt technikgetriebener Innovation

Die natürliche Umwelt bildet die Grundlage für Wirtschaft, Kultur und Wohlbefinden. Sie sollte im Mittelpunkt unseres Denkens stehen.

Es ist an der Zeit, das Handbuch für KI-Innovation neu zu denken und den Schwerpunkt auf eine nachhaltige technologische Zukunft zu verlagern.

Amanda Turnbull-McRae, leitende Dozentin für Rechtswissenschaften, University of Waikato

Dieser Artikel wird unter einer Creative-Commons-Lizenz erneut aus The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.